密封环的制作方法

本发明涉及一种用于密封相对于第一组件旋转的第二组件的密封环，优选用于密封饮料灌装设备中介质旋转分配器的分配通道。

背景技术：

在饮料灌装领域的转子机械，比如转子灌装机，转子灭菌机或者转子冲瓶器中，需要将液体从站立的设备组件，如机座处转移到相对于站立的设备组件旋转的设备组件上。这比如通过所谓的介质旋转分配器来实现，该分配器在基座上具有立轴，在该轴上配有旋转的轴套。为了构建不同的分配道，或者在轴里或者在轴套里或者在两者里构建环绕的分配道，这些分配道通过密封环与外界或者与相邻的分配道密封。

已知不同的密封种类，比如利用弹性体将密封元件从第一组件，比如介质旋转分配器的轴套，预张紧到第二组件上的密封垫，比如介质旋转分配器的立轴上。这里优选既提供用于构建预张紧的弹性体部分，又设置径向安置在该弹性体内部的摩擦凸起条纹，其中该摩擦凸起条纹紧密地与该立轴相接触。相应地，旋转轴套形式的第一组件带有该密封环，其中该产生预张紧的弹性体部分容纳在该轴套的壳体槽中。通常将壳体槽开口以安装密封环，方法是在轴向上移除形成该壳体槽的组件的一部分，然后放入密封环，随后通过将先前在轴向上彼此分离的组件的部分接合来重新封闭壳体槽。

与此相对，摩擦凸起条纹紧密地与机器立轴接触，由此通过这种方式能够产生密封。该摩擦凸起条纹相应地承受密封环与机器立轴的相对运动，这样磨擦只在摩擦凸起条纹处产生。为了将这里的摩擦保持在尽可能小的程度，已知的是用相应耐磨的以及以低摩擦的材料生产该摩擦凸起条纹，比如用聚四氟乙烯(ptfe)或者聚四氟乙烯复合材料(ptfe-compound)。

已知的是，密封环容纳在这种组件中的一个中的壳体槽内，比如介质旋转分配器的轴套中。为了避免密封环相对于壳体槽的相对运动并通过这种方式防止密封基体的磨损和损坏，已知的是比如通过卡入密封环上的钻孔的销钉或者通过螺纹拧紧将密封环形状配合地并由此不转动地保持在壳体槽中。

由de102012110752a1中已知一种用于将一个机械零件相对于另一个机械零件进行密封的装置和方法，在该方法中密封环以预张紧元件形式示出。

由de10316147b3中已知一种对回转电机的密封，在该密封形式中密封环容纳在壳体槽中。

技术实现要素：

由已知的现有技术出发，本发明的目的在于改进用于第一组件针对相对于该第一组件旋转的第二组件的密封的密封环。

该目的通过具有权利要求1特征的密封环来解决。有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

相应地给出用于密封相对于第一组件旋转的第二组件，优选用于密封饮料灌装设备中的介质旋转分配器的分配通道的密封环，该密封环包括用于容纳至第一组件中的环状密封基体以及在该密封基体内部径向安置的用于密封接触第二组件的摩擦凸起条纹。根据本发明，该密封基体具有至少一个直径减小的区域，以使得在与第一组件安装在一起时该密封基体的变形成为可能。

该密封尤其适用于壳体相对于旋转轴的密封。比如这里可以将饮料灌装设备中的介质旋转分配器的轴相对于介质旋转分配器轴套进行密封。在另一个优选的构建方案中，无菌饮料灌装设备中介质旋转分配器的轴的通路也能够通过隔离壳体来密封。

通过密封基体具有至少一个半径缩小区域以允许该密封基体在安装时产生变形，使得在不必打开壳体槽的情况下将密封环装入闭合的壳体槽中成为可能。这在在介质分配器中使用多个这种密封环时尤其有意义，因为这样能够降低更换密封环的成本并能够在壳体中装入一个或者多个密封环并且由此饮料灌装设备的停机时间得到缩短。

通过提供密封基体半径缩小区域能够提供密封环的以及特别是密封基体的有关在由该密封环所定义的平面中变形的较高灵活性。

优选在密封基体上提供多个半径缩小区域，这些区域尤其优选仅在该密封基体的一个区段或者一个部分上提供。换句话说，这些半径缩小的区域仅存在于该密封基体的一个部分中-比如仅在该密封基体周长的一半或者三分之一上。与此相对，在该密封基体其它的部分或者区段中不提供或者只有少数半径缩小区域。相应地能够维持密封环的稳定性和完整性，并且能够产生高的由密封基体施加在摩擦凸起条纹上的挤压压力。同时，也能够仅在提供多个半径缩小区域的区域内达到密封环更好的灵活性，由此能够简单地安装或更换密封环。对于安装和更换来说，通过将相应组件的构成壳体槽的部件彼此分离来打开该壳体槽是不必要的。

半径缩小区域优选设置在密封基体的外边，也就说在密封基体的外周长区域。

半径在这里的意思是由密封环旋转轴定义的密封环中心分别到密封环或者密封基体最外圆周之间的距离。在半径缩小区域中，最外周相对于相邻区域朝着密封环的中心收缩。

半径缩小区域可以如此构造，即在此区域中密封基体在半径方向上更窄或更薄。径向上密封基体的材料厚度与相邻区域相比也相应降低。

优选在变形区域中沿密封基体外周周围设置比变形区域外数量更多的半径缩小区域。通过这种方法在改进的变形特性中保持了密封环的结构完整性。

密封基体特别优选地在其周长上以及径向向外朝向上具有连接片，该连接片构建用于容纳在相应组件中相应互补的壳体槽中。这里连接片理解为密封基体的一部分，该部分在密封环轴向上具有比径向朝向位于密封基体的内部区域更小的延伸范围或者厚度。利用该连接片能够达到组件中或者该组件壳体槽中进一步改善的密封环的固定，尤其是在轴向上。相应地，密封基体具有径向向外朝向的并且基本上围绕该密封基体的连接片，其中半径缩小区域置于该连接片之中。由此能够将该密封环尤其有利地容纳在壳体槽，尤其是闭合壳体槽中。

半径缩小区域只能设置在向外延伸的连接片中。连接片本身就极大地增加了对抗密封环变形的刚性。通过该连接片，密封基体具有了近似t形的轮廓，该轮廓对于向内变形的刚性尤其大。通过引入半径缩小区域相应地提高了密封基体或者整个密封环的灵活性，以能够通过这种方法达到简化的安装，前述半径缩小区域比如能够设置为连接片中的缺口或者剪除部分。这里半径缩小区域优选只设置在密封环的一个部分或区段中，例如分配在180°或者更小的角度上。在把密封环安装到闭合的壳体槽中时首先将没有设置半径缩小区域的区域放入闭合壳体槽中为此设置的区域中，并且将相对的具有更多半径缩小区域的区域相应地朝向密封环的中心变形，以也能够放置到闭合壳体槽的区域中。

摩擦凸起条纹优选具有上凸起条纹区域和下凸起条纹区域以及位于其间的中间通道，该通道在摩擦凸起条纹与第二组件接触时通过该上凸起条纹区域和下凸起条纹区域液密地密封。这里尤其优选的是该中间通道通过至少一个冲洗和泄漏钻孔能够接通，该钻孔基本径向延伸通过该摩擦凸起条纹和该密封基体。如果摩擦凸起纹路中不设置冲洗或泄漏钻孔，对中间通道的供给也可以通过需相对于壳体密封的轴进行。摩擦凸起条纹中的该泄漏钻孔能够设置在半径缩小的区域中也可以设置在没有半径缩小的区域中。

为了确保安装槽中密封环的明确方向，半径缩小区域在周向上优选具有不同的长度。作为替代或者补充也能够使半径缩小区域之间的突出元件在周向上具有不同的延伸以达到密封环明确的定向。

在半径缩小区域中可以优选啮合第一组件的保险元件，以相应地防止密封环在壳体槽内部的旋转或者移位。这里尤其能够在侧边或者半径缩小区域到半径未缩小区域的过渡处进行形状配合。

半径缩小区域相应地提供了实施防旋转保护并且在不需要对密封环的进一步建造措施的情况下提供防旋转保护。半径缩小区域有着双重功能，第一个功能在于提高密封环的灵活性以简化安装，另一个功能是提供防旋转保护或者使防旋转保护成为可能。

优选在该组件闭合壳体槽中设置用于防旋转保护的元件，例如以突出元件的形式，该元件具有与半径缩小区域形状互补的形状。相应地，该突出元件如此匹配入半径缩小区域中，即通过这种方法已经通过简单地嵌入密封环达到了防旋转保护。该突出元件能够与该密封环可拆卸地安装。

在一个特别优选的实施方式中，为每个半径缩小区域设置一个这种突出元件，由此放置在壳体槽中的密封基体在径向上完整地与壳体槽接触，并支承在该壳体槽上。此外，也能够通过这种方式提供非常可靠的防旋转保护，该保护防止在有负载的情况下导致材料的伸长或者密封环的弹性移位。这样能够延长密封环的使用寿命。

此外提供一种具有固定组件和相对于该固定组件旋转的组件的介质旋转分配器，其中在一个组件中设置有用于容纳根据前述要求中的一项的密封环的闭合壳体槽。根据本发明，该壳体槽具有与密封基体形状互补的形状。该互补的形状在设置有密封元件的半径缩小区域的位置相应地具有径向向内突出的元件。

附图说明

本发明其它优选的实施方式通过下面对附图的描述进一步说明。这里：

图1示出了第一个实施例中密封环的俯视图的示意图；

图2示出了图1中密封环的透视性示意图；

图3示出了图1和图2中密封环的侧视图的示意图；

图4示出了安装在壳体中的密封环的侧视图示意图。

具体实施方式

接下来借助于附图来说明优选的实施例。这里，相同，相近或者等效的元件用相同的附图标记示出。为了避免冗余，在接下来的说明中部分放弃对于这些元件的重复性说明。

图1至图3中示出了一个实施例中的密封环1的俯视图，侧视图和透视图的示意图。该密封环1具有环形的密封基体2和在密封基体2内部径向设置的摩擦凸起条纹3。该密封基体2构建的目的在于保持摩擦凸起条纹3并且在该摩擦凸起条纹3上施加径向的预张紧力。该密封基体2因此优选是具有弹性的，以能够施加预张紧并使得密封环1可靠地撑牢在需要相互密封的组件之间。备选地且特别优选地，该预张紧力能够通过额外的预张紧元件(未示出)来施加和/或加强。在一个有利的扩展方案中该密封基体2具有软管外形，利用该软管外形能够通过向软管中通入预张紧液体有效地影响预张紧。

如示出了密封环1的透视图的图2所给展示的，摩擦凸起条纹3具有上凸起条纹区域30和下凸起条纹区域32，当该摩擦凸起条纹3与容纳在密封环1中的轴或者其它旋转对称的组件接触时，这两个区域在其间构成了中间通道34。该摩擦凸起条纹3由低磨损材料制成，比如聚四氟乙烯(ptfe)。

密封环1作用是第一组件针对相对于其可旋转的第二组件的密封，该密封环1与其密封基体2容纳在该第一组件中。比如该密封环1与其密封基体2能够容纳在旋转轴套的壳体槽中并且介质旋转分配器的立轴如此容纳在该密封环1中，即，该密封环1将该立轴相对于该旋转轴套密封。

该密封环1以及尤其该密封基体2具有半径缩小区域4，这些区域在图1至3中示出的实施例中在该密封基体4的外周上以材料缺口或者材料剪除的形式构建。

密封环的半径在图1中以r1示出。该半径从密封环1的旋转轴确定的中心a开始延伸并径向延伸至该密封基体2的最外侧区域。设置有多个半径为r2的半径缩小区域4，这些区域相应分别导致了从径向上看密封环1厚度d的减小并且这些区域相应地使得密封环1在该密封环确定的平面中朝向密封环1的中心a的灵活性成为可能。

密封环1的变形后的状态以附图标记10示意性示出。这里，图1右侧示出的密封环1区域推向了中心a。通过这种方式能够简化密封环1至承载密封环1的组件中闭合壳体槽中的安装或组装，因为图1左侧示出的密封环1的区段能够首先放置进为其设置的封闭壳体槽的区段中，其中同时对该密封环1进行变形，如附图标记10所示，以在该密封环重新扩张为图1所示的原始形状后达到将密封环至闭合壳体槽中的完全嵌入。

相应地，半径缩小区域4的作用是在至少一个所设置的变形区域5内简单地并可靠地使密封环变形并且相应简化密封环1的安装。

从图2中可以尤其清晰地看出，密封环1在密封基体2上具有环绕的连接片6，该连接片在其外周上决定了密封环1的半径r1，并且在该连接片中引入密封基体2的半径缩小区域4。通过半径缩小区域4相应地在连接片6半径未缩小的区域内设置突出元件40，这些元件具有原始连接片6的结构并且这些元件相应地径向向外突出。

在容纳密封环1的组件中的安装中能够在半径缩小区域4中安装防旋转保护，该防旋转保护啮合进半径缩小区域。这里，该防旋转保护可以与侧边42卡紧，该侧边42由从半径缩小区域4到正常半径区域的过渡区域构成。

连接片6以及密封基体2优选一体构建并由同一种金属生产。

连接片6在轴向上，也就是在与由密封环1确定的平面垂直的方向上具有较密封环1的高度hd小的高度hs。该连接片相应较窄并能够通过这种方式很好地容纳在相应构建的壳体槽中。由于根据不同的实施方式余下的密封基体2具有更大的厚度，该密封基体或者同样位于相应成形的组件壳体槽内或者与该组件侧壁相接触。通过这种方式该密封基体2具有t形轮廓，该轮廓对于变形具有相当的抗性。与此相对，通过引入半径缩小区域4重新简单地实现变形，以利于将密封环1放置在安装槽中。

在密封基体2的也包括连接片6的区域内，可以设置预张紧元件，比如通过用弹性材料构建该密封基体2和该连接片6，该弹性材料能够提供相应的预张紧。该密封基体2和/或该连接片6也能够设置有主动预张紧元件，比如以可膨胀软管形式，该软管能够通入相应的液体并且通过这种方式提供可变的预张紧。

变形区域5优选最大延伸经过密封环1的角度范围的一半并优选如图1所示的实施例那样设置在较小的角度范围内，也就是说例如在90°或者120°角度范围内。

该密封环1在其最外周上优选具有另外的半径缩小区域4，这些半径缩小区域并不安置在变形区域5中，而是位于其它剩余的区域中。这些半径缩小区域4在这里作用同样也能是提供防旋转保护，或者在这些区域内用于实现易变形性，以进一步简化密封环1的安装和拆卸。

通过设置并不在密封环1整个外周延伸而是仅在给定区域内设置的变形区域5并且在密封环1的其它区域内不设置或仅设置少量半径缩小区域4，也能够达到密封环1在壳体中为此相应构建的互补壳体槽内的明确定向。

当例如图2所示的那样，除半径缩小区域4之外额外地设置冲洗和泄漏钻孔7时，这尤其有意义，利用前述钻孔，位于上凸起条纹区域30和下凸起条纹区域32之间的中间通道34能够液体接通。相应地能够在密封环1的安装状态下通过该冲洗和泄漏钻孔7接通该构建于上凸起条纹区域30和下凸起条纹区域32之间的中间通道34，且以这样的方式，即一方面通过将冲洗介质贯穿整个中间通道34使得清洁成为可能，以比如将磨损脱落物或者无意进入其中的产品残余冲洗出来。另一方面能够在饮料灌装设备生产运行过程中通过该冲洗和泄漏钻孔7改善上凸起条纹30和下凸起条纹32的密封效果，比如通过施加真空，并且通过压力监测发现可能存在的泄漏。同样地能够通过该冲洗和泄漏钻孔7引入阻塞介质如蒸汽或者蒸汽冷凝液，为此该冲洗和泄漏钻孔7能够与未示出的密封介质源相连。

半径缩小区域4尤其优选在各相应的容纳槽中有互补的对应部分，以这种方式，即在半径缩小区域内相应地在安装槽中也设置槽半径缩小区域，该区域与密封环1或者密封环1的外周轮廓互补地构建。换句话说，半径缩小区域4中啮合有与其互补的安装槽的槽区域。由此，一方面达到了密封环1非常可靠的防转动保护，这对于密封环1的持久耐用性很有益，因为密封环在安装槽中的旋转运动能够很大程度得以降低或者得以完全抑制。

此外，当具有变形区域5，该变形区域5中在特定的角度区段中具有相比于密封环1的只有较少或者没有半径缩小区域4的其它区段更多的半径缩小区域4时，达到近似钥匙/锁情形，在该情形中，该密封环仅在一个唯一的定向中能够完整安装进相应的容纳槽或者安装槽中。由此简易且可靠地实现冲洗-泄漏钻孔7的接通。

此外，通过将容纳槽的形状构建为与密封环1的包括连接片6的密封基体2的形状互补的形式能够达到的是密封环1围绕其整个外周分别径向支承在壳体槽中，由此达到可靠的密封效果，因为施加在摩擦凸起条纹3上的预张紧均匀地施加在密封环1的整个外周周围，该摩擦凸起条纹达到针对容纳在密封环1中组件的密封。

图3中示出了密封环1的两个不同外形，其中图左侧上密封环1与上凸起条纹区域30，下凸起条纹区域32以及中央通道34一体构建，而且连接片6也一体地设置在密封基体2上。

图3右侧给出了密封环1同样的一般几何外形，即设置有上密封环区域12，该区域包括上凸起条纹区域30和中央通道34的上半边以及上连接片区域60。此外，设置有下部区域14，该区域相应地包括下凸起条纹区域32，同样地也包括中央通道34的一部分以及下连接片区域62。

该方案具有制造技术优势，即密封环区域12，14相应的轮廓能够以基本上没有咬边的方式制造并且用于制造此轮廓的相应工具也可以简单地构造。

密封环1的上密封环区域12和下密封环区域14在这里不必彼此材料接合或者以其它方式连接，根据容纳槽的公差不同，将上凸起条纹区域30和下凸起条纹区域32一起放置在闭合的壳体槽中就够了，并且通过这种方式，也通过上连接片区域60和下连接片区域62彼此的接触达到了中间通道34向外的可靠密封。

相应地能够给出一种密封环1，该密封环以有利的方式装入闭合的壳体槽中，比如放置在介质旋转分配器的轴套区域中，而不会在安装时损坏该密封环1。这通过半径缩小区域4来实现，这些区域提供了在密封环1平面内的灵活性。此外能够通过半径缩小区域4提供在壳体槽内的防转动保护，该防转动保护或者通过设置销钉或者通过在壳体槽中构建与密封环1半径缩小区域互补的结构来实现。

此外在以不同次序在密封环1的外周周围设置了半径缩小区域的情况下能够使得密封环1只能在一个明确的定向中放置到相应的壳体槽中，由此保证比如将冲洗和泄漏钻孔7顺利地连接至组件上。

图4中示出了安装状态下的密封环1。这里密封环1容纳在壳体8中，该壳体具有槽区域80，密封环1的各个相应的突出元件40能够容纳在该区域中。这里，槽区域80可以以连续的深度加工，由此所有的突出元件40都能够容纳在槽区域80中。在半径缩小区域4中密封环1不与壳体8的材料接触，由此在这些区域中分别产生了中空空间。

在优选的构建形式中槽区域80与密封环1的形状互补并且尤其与突出元件40的结构互补地构建。换句话说，槽区域80在密封环半径缩小区域4中具有较小的槽深度或者根本没有深度，并且在密封环1的突出元件40的位置上至少具有一个与此互补的槽深度。由此能够达到密封环1与壳体8材料更好的接触。

在一个通过这种方式互补构建的槽区域80的尤其精确的实施方案中，密封环1在其突出元件40区域中以及在半径缩小区域4中能够基本上全面地与壳体8的材料相接触。通过这种方式对于密封环1来说实现了有效的防转动保护，因为突出元件40各个相应的侧边42分别与壳体8的槽区域80与其互补的区域相接触。当突出元件40在周向上具有不同的延伸时，通过这种方式能够达到密封环在壳体8中明确的定位。通过这种方式达到了近似于“钥匙-锁”的构建形式，利用这种构建各个相应的密封环1能以一个明确的位置容纳在壳体8的槽区域80中。

此外，该构建形式能够用于通过突出元件40在周向上不同的延伸对密封类型进行编码，由此，最终只有合适的以及相应编码的密封环1才能容纳在壳体8各个相应的槽区域80中。

另外，图4中在图的左侧示例性示出了x形环82，该环作用于上密封环区域12上并且将该区域相应地在径向上向内预张紧。此外，示出了可膨胀的o形环84，该环作用于下密封环区域14并且将该区域相应地在径向上向内预张紧。密封环1也能够由两个o形环84或者两个x形环82在径向上预张紧。o形环84与x形环82的组合也能够对调实施。

螺栓或者销钉形式的防旋转保护86也能够如此设置，即，该防旋转保护86位于相邻位置的突出元件40的两个侧边42之间并且由此防止密封环1在槽区域80中的旋转。

密封环1在上密封环区域12和下密封环区域14中分别在外侧设置有倒棱16，该倒棱一方面易化了密封环1的安装，另一方面改善了持久耐用性，因为其减轻了切口应力集中效应。

图4的右侧相应地示出了密封环1在倒棱16区域中制造几何结构160的和其安装状态162下相应的形状。

在密封环1中示意性示出了旋转轴9，该轴利用密封环1相对于壳体8密封。

轴9在这里能够比如是饮料灌装设备中介质旋转分配器的轴并且该壳体8是该介质旋转分配器的轴套。利用该密封环1能够比如将该介质旋转分配器的各个分配通道彼此密封。

轴9也可以是安装在隔离装置中的用于饮料无菌灌装的灌装转盘的旋转轴。那么轴9就利用密封环1相对于作为隔离装置而构建的壳体8密封。

只要能够应用，所有在各个实施例中展示的各个特征都能彼此结合或者交换，而不脱离本发明的范围。

附图标记说明

1密封环

10变形位置

12上密封环区域

14下密封环区域

16倒棱

160制造几何结构

162安装状态下的几何结构

2密封基体

3摩擦凸起条纹

30上凸起条纹区域

32下凸起条纹区域

34中间通道

4半径缩小区域

40突出元件

42侧边

5变形区域

6连接片

60上连接片区域

62下连接片区域

7冲洗和泄漏钻孔

8壳体

80槽区域

82x形环

84o形环

86防旋转保护

9轴

a密封环中心

r1密封环半径

r2半径缩小区域半径

d密封基体厚度

hs连接片高度

hd密封环高度